6340盾构机计算书
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杭州地铁1号线21号盾构始发与到达施工技术摘要本文通过杭州地铁1号线21号盾构隧道(建华站~红普路站区间)的施工,比较详尽地介绍了土压平衡盾构机的进出洞施工技术和盾构机调头技术,介绍了进出洞端头土体加固及始发与到达掘进的施工流程及施工难点控制。
关键词地铁施工;盾构法;始发;到达;调头;沉降中图分类号u231+.3文献标识码 a 文章编号1674-6708(2010)17-0160-021 工程概况杭州地铁建华站-红普路站区间(21号盾构)隧道总长为双线2 203.8m,用日本小松公司6340㎜土压平衡盾构机施工。
盾构机从红普路西端头左线始发,到建华站东端头后调头,进入右线进行第二次始发,到红普路西端头后调头推红普路到七堡车辆基地出入端线。
21号盾构区间隧道穿越地层主要有:③2粘质粉土、③3砂质粉土、③5砂质粉土、③6粉砂夹砂质粉土、④3层淤泥质粉质粘土。
其中③层粉土、粉砂振动易液化,易坍塌变形,在地下水作用下易产生流砂;④3淤泥质粉质粘土具高压缩性、低强度、弱透水性、高灵敏度、易产生流变和触变现象,易导致开挖面失稳或形成圆弧滑动,工程性质较差。
洞门段覆土厚度分别约6.63m和7.56m。
2 红普路站西端头始发施工要点盾构始发的主要内容包括安装盾构机始发台、盾构机组装调试、安装洞门密封、安装反力架、拼装负环管片、拆除洞门围护结构、盾构机贯入作业面始发掘进和管片背后注浆等。
下面结合图示来重点说明以下几个方面:1)辅助装置的安装(1)盾构机防扭装置盾构机刀盘切削加固区土体时产生巨大的扭矩,为了防止盾构机壳体在始发台上发生偏转,必须在始发台两侧的盾构机壳体上焊接防扭装置,见图1。
随着盾构机的前行,当防扭装置靠近洞门密封时将之割除。
1-盾构机;2-管片支撑横梁;3-防扭装置;4-始发台;5-三角支撑(2)负环管片支撑在拼装负环管片的同时,在其底部安装三角支撑。
始发时由于油缸推力较小,为防止管片位移,负环管片之间可加设槽钢拉紧,槽钢焊接在管片连接螺栓上。
1工程概况车站东端头井内部净空12.9m, 净宽度约22.2m, 原则段与端头井底板落差1.31m, 净空高度7.65m, 下翻梁处净空7.05m。
端头井平纵断面图见图1-1.图1-2。
图1-1车站平移区域断面图图2-3 大王基站平移区域剖面图图1-2车站平移区域平面图2编制根据1.土建工程承包协议;2.土建工程招标文献、补遗书及投标文献;3.车站主体构造设计图;4.国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术原则。
3总体施工筹划3.1施工工艺图3-1 盾构平移施工工艺3.2 人力资源配置表3-1 项目部管理人员3.2.1盾构机平移组织架构盾构机平移组织架构图3.2.2劳动力计划表表3-2 劳动力计划表3.2.3施工节点计划平移吊出施工计划表3-33.3 设备与材料配置施工机具设备如下表3-2所示:表3-2盾构调头机料具配置表4盾构平移施工技术4.1 盾构机技术参数盾构主机各部分重量及尺寸如表4-1所示:表4-1 盾构主机各部分重量及有关数据4.2盾构平移旳准备工作盾构机平移前需要做旳准备工作重要包括: 与车站施工单位进行有关旳协调;如有关施工场地移交、临时施工用水用电、铺设钢板、接受架旳安装等。
①.车站安排设备及人员对水池进行平常旳废水池旳抽水工作(24小时), 保证水池内水不溢流, 我部在钢构造支撑体系施工前进行人工清渣;②. 清理完毕后在水池内部进行钢构造支撑施工;③. 钢构造支撑完毕后再铺设30mm厚钢板。
4.2.1钢板铺设(1)清理盾构机平移场地并保证场地平整, 再在混凝土面上铺设钢板。
(2)钢板锚固必须牢固, 接缝焊接打磨平整, 钢板上抹黄油以减少移动托架和钢板之间旳摩阻力。
4.2.2接受基座旳安装接受基座旳中心轴线应与隧道设计轴线一致, 同步还需兼顾盾构机出洞姿态。
接受基座旳轨面标高除适应于线路状况外, 作合适调整, 以便盾构机顺利上基座。
为保证盾构刀盘贯穿后拼装管片有足够旳反力, 将接受基座以盾构进洞方向+3‰旳坡度进行安装。
3 蓁山隧道二衬结构计算3.1 基本参数1.二衬参数表二次衬砌采用现浇模筑混凝土,利用荷载结构法进行衬砌内力计算和验算。
二次衬砌厚度设置见表3.1。
表3.1 二次衬砌参数表2.计算断面参数确定隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量各围岩级别计算断面参数见表3.2。
表3.2 计算断面参数(单位:m)3.设计基本资料围岩容重:3/5.20m kN s =γ 二衬材料:C30、C35混凝土 弹性抗力系数:3/250000m kN K = 材料容重:3/25m kN h =γ 弹性模量:kPa E h 7103⨯=二衬厚度:35/40/45/50/55/60/65/70cm 铁路等级:客运专线 行车速度:200km/h隧道建筑限界:双线,按200km/h 及以上的客运专线要求设计 线间距:4.4m曲线半径:1800m ,4000m 牵引种类:电力列车类型:动车组列车运行控制方式:自动控制 运输调度方式:综合调度集中3.2 各级围岩的围岩压力计算按深埋隧道,《规范》公式垂直围岩压力 w q s 1245.0-⨯=γ)]5(1-+=B i w水平围岩压力有垂直围岩压力乘以水平围岩压力系数可得,水平围岩压力系数见表3.3。
各部位垂直围岩压力和水平围岩压力计算结果见表3.4。
表3.3 水平围岩压力系数表3.4 垂直围岩压力及水平围岩压力计算表注:二衬按承担70%的围岩压力进行计算。
3.3 衬砌内力计算衬砌内力计算的原理采用荷载结构法。
该方法用有限元软件MIDAS/GTS实现。
3.3.1 计算简图蓁山隧道衬砌结构为复合式衬砌,二衬结构为带仰拱的三心圆曲墙式衬砌。
典型的计算图式如图3.1所示。
荷载结构模型计算图式如图3.2所示。
围岩用弹簧代替,用弹簧单元模拟,结构用梁单元模拟。
图3.1 三心圆曲墙式衬砌结构图3.2 荷载结构模型计算图式3.3.2 计算过程下面以Ⅱ级围岩为例进行说明。
软土地区地铁盾构区间管片破损控制技术研究摘要:管片拼装质量直接影响到地铁工程的使用功能和耐久性,在施工阶段如何通过技术措施、管理措施等最大限度的的降低管片破损,保证成型隧道质量是本文研究的重点。
文章从管片拼装工艺、管片上浮、浆液改进角度入手,对盾构施工过程中产生的管片破损原因进行了分析,并提出控制措施。
关键词软土盾构管片上浮管片破损分析控制中图分类号:u231+.3 文献标识码:a 文章编号:1 工程简介1.1工程概况华东软土地区某城市地铁工程海晏北路站福庆路区间(以下简称海福区间)盾构区间起止里程为:~,长米。
区间隧道断面为单线圆形隧道,曲线半径最小为,线路最小坡度最大坡度。
区间主线位于城市主干道下,地面标高约为~之间,区间埋深~16.3m,线间距13m。
1.2工程地质海福盾构隧道穿越土层主要为:②2-1淤泥、②2-2层灰色淤泥质粘土、③1 层灰色粉砂、③2层灰色粉质粘土夹粉砂。
1.3水文地质拟建场地地下水由浅部土层中的潜水、砂性土中的微承压水及深部粉(砂)性土层中的承压水组成。
(1)潜水:潜水主要赋存于浅部粘性土、粉性土中,地下水位随降雨、潮汛影响而略有变化,根据区域地质资料,地下水位变化幅度不大,一般在0.5~1.0m之间。
(2)承压水:本场区内承压水赋存于③1层粉砂及⑤3层砂质粉土中。
根据区域地质水文地质资料,承压水水头埋深在5.0~7.0m,对盾构施工不力影响较小。
1.4盾构机参数本工程采用一台小松tmx6340盾构机,适应粉质粘土、粉土,局部为粉砂、淤泥质粘土、粉砂、细砂等地质条件,最小曲率半径250m,最大适应坡度4%,盾构机总重越330t,开挖直径6360mm,盾体外径6340mm,盾壳厚度40mm,装备总功率约792kw,最大掘进速度6cm/min,最大推力37730kn,刀盘开口率40%,最大超挖量125mm。
1.5管片结构设计该工程采用通用环管片,每环管片由6块组成,管片内径5500mm,外径6200mm,管片厚度350mm,环宽1200mm,、楔形量37.2mm,混凝土强度c50,防水等级p10,接头为榫槽连接方式。
XX市地下铁道二期工程2号线盾构机接收方案编制:日期:审核:日期:批准:日期:XX集团有限公司XX项目经理部20 年月目录1、工程概述 (1)2、地质状况 (1)3、施工筹划 (4)4、施工准备工作 (4)4.1 进洞接收井地基加固 (4)4.2 接收井内准备 (4)4.3 盾构位置姿态复合测量 (5)4.4 洞门密封装置....... . . . .. (5)4.5 管片连接 (5)4.6 螺栓紧固 (5)5、盾构进洞段推进技术措施 (6)5.1 严格控制盾构正面平衡压力 (6)5.2 严格控制盾构推进速度 (6)5.3 严格控制纠偏量 (7)5.4 严格控制同步注浆量和浆液质量 (7)5.5 严格控制盾尾油脂的压注 (7)5.6 在隧道内进行二次衬砌壁后注浆 (8)6、进洞监测措施 (8)6.1 进洞口50m内的深层沉降监测 (8)6.2 隧道沉降测量 (8)6.3 动态信息传递 (8)7、盾构进洞 (8)7.1 洞门混凝土的凿除 (9)7.2 盾构机进洞 (9)8、安全与文明施工要求 (9)9、工程应急 (10)9.1 施工技术组织措施 (10)9.2 应急指挥机构职责及分工 (10)9.3联系方式.... ... .. (11)9.4 救援队伍的组成 (11)9.5 应急物资....... .. (12)9.6 应急平面图..... .. (12)9.7 应急处理....... .. (12)1.工程概况AA站~BB站区间设计起讫里程为:右线:DK20+132.002~DK21+135.667,右线区间全长1000.672m(短链 2.993m),左线DK20+194.502~DK21+135.667,左线全长938.703m(短链2.462m),在DK20+650处设一联络通道;线路最大纵坡为25‰,最小纵坡2‰;线间距为13m,最小曲线半径为1500m,区间隧道覆土厚度8.5~12.6米。
盾构机吊装拆除安全监理细则第一章:总则第一条:为了保障盾构机吊装拆除作业的安全,维护人员和财产的安全,制定本细则。
第二条:本细则适用于盾构机吊装拆除作业。
第三条:盾构机吊装拆除作业必须严格按照相关法律法规和本细则的规定进行。
第四条:盾构机吊装拆除作业的监理单位负责对吊装拆除作业进行监督、检查和评估。
第五条:吊装拆除作业人员必须持有相关岗位证书并经过培训合格。
第二章:盾构机吊装拆除前的准备工作第六条:盾构机吊装拆除前,施工单位必须制定详细的吊装拆除方案,并提交监理单位审核。
第七条:吊装拆除方案必须包括以下内容:(一)工程地质调查报告,包括地质构造和地下水情况的详细描述。
(二)盾构机吊装拆除的具体方法和步骤。
(三)吊装设备的选型和参数。
(四)施工现场的布置图和施工方案。
(五)安全措施和应急预案。
第八条:监理单位审核通过后,施工单位可进入吊装拆除作业。
第九条:施工单位必须警示施工现场,并设置相应的安全防护设施。
第十条:吊装拆除作业前,必须对吊装设备进行检查,确保设备工作正常。
第三章:盾构机吊装拆除作业中的安全措施第十一条:吊装拆除过程中必须有专人指挥,并采取有效的通信手段进行协调。
第十二条:吊装拆除现场必须设置警示标志,并设立专人负责护坡、岗哨和宣传。
第十三条:盾构机吊装拆除过程中,必须在周围设置安全防护网和保护栏杆。
第十四条:吊装拆除过程中要严格控制施工现场人员的数量,避免拥挤和混乱。
第十五条:吊装拆除作业必须采取适当的固定和支撑措施,防止倾覆和滑移。
第十六条:吊装拆除作业必须按照合理的顺序进行,避免不必要的操作和风险。
第十七条:吊装拆除作业中必须采取防火措施,禁止在施工现场吸烟和明火作业。
第四章:应急预案和事故处理第十八条:施工单位必须制定应急预案,并确保施工现场人员熟练掌握应急预案的内容和操作方法。
第十九条:在遇到紧急情况或事故时,吊装拆除作业人员必须及时报告,并遵守应急预案中的指示。
第二十条:在吊装拆除作业过程中发生事故时,必须立即采取措施控制事态发展,并报告监理单位和上级主管部门。
隧道工程课程设计计算书设计参数:-隧道长度:2000m-隧道净宽:10m-隧道净高:6m-土体密度:18.5kN/m3-土体内摩擦角:30°-地下水位:5m-隧道内地下水位:2m-土体内抗剪强度参数:φ=30°计算步骤:1.计算隧道内各个断面的相对稳定性;2.计算隧道支护结构的尺寸和索力;3.计算隧道开挖的顺序和土体的应力状态;4.计算隧道的变位量和不同支护结构的变形量;5.计算隧道内构筑物的稳定性;6.计算隧道坍塌和局部沉降的可能性。
1.相对稳定性计算:计算隧道内两个断面的相对稳定性,以确定隧道开挖顺序和施工方法。
首先计算土体的自重应力,然后计算水压力和隧道开挖导致的土体应力变化。
根据土体内摩擦角和土体内抗剪强度参数,计算土体的剪应力和相对稳定性。
2.支护结构的尺寸和索力计算:根据隧道净高和净宽,计算隧道内的支护结构的尺寸和索力。
使用经验公式或数值模拟方法计算支护结构的索力。
3.土体的应力状态计算:根据施工顺序和隧道支护结构的施工过程,计算隧道开挖时土体的应力状态。
包括计算土体的剪应力和轴向应力。
4.隧道的变位量和变形计算:根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力,计算隧道开挖时的变位量。
使用弹塑性模型计算不同支护结构的变形量。
5.隧道内构筑物的稳定性计算:根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力,计算隧道内构筑物的稳定性。
包括计算构筑物的动力稳定性和长期稳定性。
6.隧道坍塌和局部沉降的可能性计算:根据土体的应力状态和支护结构的尺寸和索力,计算隧道开挖过程中的坍塌和局部沉降的可能性。
通过计算应力集中和土体塑性区域的发展,评估土体失稳的可能性。
以上是隧道工程课程设计计算书的主要内容,涉及隧道设计的各个方面。
通过对土体的力学性质、支护结构的尺寸和索力以及隧道开挖过程中土体应力状态的计算,可以确定隧道的稳定性和施工方法。
2024年盾构机吊装拆除安全监理细则____年盾构机吊装拆除安全监理细则第一章总则第一条为确保盾构机吊装拆除的安全,保证工程施工的顺利进行,特制定本细则。
第二条盾构机吊装拆除的监理工作应严格按照法律法规、技术规范和有关标准进行,并根据具体施工情况采取相应的安全措施。
第三条盾构机吊装拆除的监理单位应具备相应的资质和技术能力,并严格按照监理合同的约定履行监理职责。
第四条盾构机吊装拆除的监理单位应与施工单位充分沟通,共同制定合理可行的施工方案,并制定详细的监理计划。
第五条盾构机吊装拆除的监理单位应组织专业技术人员进行现场监理,并及时发现施工中存在的安全隐患,及时提出整改要求。
第二章施工前准备第六条盾构机吊装拆除施工前,监理单位应外观检查吊装设备、资料齐备情况及现场安全环境,确保吊装设备完好可用,施工现场安全整洁。
第七条盾构机吊装拆除施工前,监理单位应对相关人员进行培训,提高其安全意识和技术水平。
并要求施工单位配备足够数量的专职人员负责吊装拆除工作。
第八条盾构机吊装拆除施工前,监理单位应与施工单位共同制定施工方案和安全管理措施,并按照合同的要求进行审查和确认。
第九条盾构机吊装拆除施工前,监理单位应对各项施工设备进行检查和试运行,并确保吊装设备具备相应的使用功能和安全性。
第三章施工过程监理第十条盾构机吊装拆除施工过程中,监理单位应对施工单位的组织、施工流程、施工机械、人员配备等进行全程监督,并及时发现并纠正施工中存在的问题。
第十一条盾构机吊装拆除施工过程中,施工单位应按照施工方案和安全管理措施进行施工,并配合监理单位的监督工作。
第十二条盾构机吊装拆除施工过程中,监理单位应对施工单位的吊装设备进行全程监督,并按照施工方案的要求进行操作。
第十三条盾构机吊装拆除施工过程中,施工单位应对吊装设备进行定期检查和维护,并确保设备的正常运行和安全使用。
第十四条盾构机吊装拆除施工过程中,监理单位应对施工现场进行全程巡视和检查,确保施工场地的安全整洁。
盾构在流塑状淤泥质粘土地质情况下穿越建筑物施工质量控制摘要: 研究讨论流塑状淤泥质粘土特性及建筑物的现状,分析盾构施工对建筑物的主要影响因素,监测点位的布置,完善优化盾构在此类土层中下穿建筑物(前、中、后)的技术方案,如何保证盾构在有效控制地面沉降的基础上顺利穿越建筑物进行探讨。
关键词:盾构;流塑状淤泥质粘土;推进参数;建筑物;abstract: discussing about the property of fluidal plastic clay and the actual state of the building, analysis the main influential factor for the building in shield tunneling, the determination of monitoring site, to optimize the technical project for penetrating under the building (before, medium, after) in this solid and how to ensure it’s go through the building smoothly on the basis of controlling the ground lower effectively.key words:shield ; fluidal plastic clay; propulsive parameter; building中图分类号:u455.43文献标识码: a 文章编号:天津地铁3号线第14b标段的铁东路站~张兴庄站盾构区间采用小松(ф6340)土压平衡盾构机先后穿越两栋四层住宅楼、北环铁路线路等特殊地段。
分别推进至45环(右)和50环(左)后进入流塑状淤泥质粉质粘土层。
右线(90~180)环、左线(95环~185)环范围内下穿两栋四层建筑物(隧道埋深仅10m)。
【内容摘要】盾构法隧道施工在地铁建设中应用最为广泛。
在实施盾构法隧道施工监理工作中监理人员应熟悉和掌握施工质量监控重点及相应对策,从而为业主提供优质的监理服务【关键词】盾构法隧道监理监控重点对策㈠引言近年来,为适应城市发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求,上海市地铁建设不断加快了建设步伐。
根据上海地区软土地质的特点,地铁区间隧道建设一般都采用盾构法施工,盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备,以盾构机的盾壳作支护,用前端刀盘切削土体,由千斤顶顶推盾构机前进,以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌,从而形成隧道的施工方法。
盾构机的类型有多种,目前在上海地铁区间隧道建设中以土压平衡式盾构应用最为广泛。
土压平衡盾构工艺原理是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘,将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内,井使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡,以减少盾构推进对地层土体的扰动,从而控制地表沉降或隆起,在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。
由于地铁盾构法隧道施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。
因此,监理人员应熟悉和掌握盾构法隧道施工监理监控重点及相应对策,在监理工作中才能真正做到有效地对施工质量进行监控,从而为业主提供优质的监理服务。
本人有幸参加了地铁二号线西延伸工程的施工监理工作,在区间隧道掘进施工监理过程中,通过不断摸索与总结,也积累了一些菲薄的工作经验,以下就以土压平衡式盾构为例,对隧道掘进施工中监理应监控的重点及采取的对策,谈几点体会,以为抛砖引玉。
㈡正文1.盾构始发(出洞)阶段盾构始发(出洞)阶段是控制盾构掘进施工的首要环节。
在盾构始发(出洞)前、后各项准备工作中监理需监督承包单位做好充分的技术、人员、材料、设备准备,并对盾构是否具备出洞条件予以审查,确保盾构在安全可靠的前提下能顺利出洞。
1.1盾构出洞土体加固为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建(构)筑物,盾构出洞前需对出洞区域洞口土体进行加固。
天津地铁6号线工程土建施工【第17合同段】天津地铁6号线工程土建施工第17合同段鞍山西道站~天拖站区间隧道盾构机吊装、吊拆方案中铁一局集团天津公司天津地铁6号线工程土建施工第17合同段项目经理部目录1、编制依据及范围 01.1编制依据 01.2编制范围 01.3编制原则 02、工程概况 (1)2.1项目概况 (1)2.2区间概况 (1)2.3端头井概况 (2)2.5工程特点及难点 (5)3、总体施工部署 (5)3.1吊装人员配置 (5)3.2吊装机具配置 (6)3.3消耗材料配置 (6)3.4现场平面布置 (7)3.5工期进度计划 (9)4、吊装资源配置 (10)4.1吊装作业内容 (10)4.2吊装设备选择 (10)4.2.1 徐工500吊车介绍 (10)4.2.2 徐工200吊车介绍 (11)4.3吊装吊具配备 (14)4.3.1钢丝绳选用及计算 (14)4.3.2卸扣选用及计算 (15)4.3.3吊耳强度计算 (15)4.3.4扁担梁强度计算 (19)4.4.5起升高度计算 (19)4.4.6下落高度计算 (21)4.4.7地基承载力计算 (21)5.1施工准备 (24)5.1.1场地布置 (24)5.1.2技术准备 (24)5.2设备进场 (25)5.2.1进场准备 (25)5.2.2进场部署 (25)5.3吊装下井流程 (27)5.3.1试吊 (28)5.3.2翻转方法 (29)3.3后配套台车下井 (31)5.3.4螺旋机预存放 (31)5.3.5前盾翻身下井 (32)5.3.6中盾翻身下井 (34)5.3.7刀盘翻身下井 (34)5.3.8拼装机下井 (35)5.3.9盾尾下井 (35)5.3.10螺旋机拼装 (35)6、拆解出井施工方法 (36)6.1施工准备 (36)6.2拆吊出井流程 (37)6.2.1拆吊螺旋机 (38)6.2.2拆吊盾尾 (39)6.2.3拆除拼装机 (39)6.2.4拆吊刀盘 (40)6.2.5拆吊前盾 (41)6.2.6拆吊中盾 (41)6.2.7拆吊螺旋机 (42)6.2.8后配套台车出井 (42)6.3吊装注意事项 (43)7、吊装监测 (44)7.1监测目的 (44)7.2监测的组织及信息反馈 (44)7.3监测的工作内容及控制标准 (44)8、安全保证措施 (45)8.1安全管理组织机构 (45)8.2安全目标 (46)8.3安全技术保证措施 (46)8.4劳动保护安全措施 (46)8.5施工现场的安全措施 (46)8.6施工机械安全保证措施 (48)8.7高空作业安全保证措施 (48)8.8吊装作业安全保证措施 (49)9、文明施工及环保措施 (50)9.1文明施工措施 (50)9.1.1场容场貌管理 (50)9.1.2料具管理 (50)9.2环境保护措施 (51)9.2.1保持环境卫生措施 (51)9.2.2噪声污染控制措施 (51)9.2.3大气污染控制措施 (51)10、吊装作业应急预案 (51)10.1事故类型和危害程度分析 (51)10.1.1事故类型 (52)10.1.2危害程度分析 (52)10.2组织机构及职责 (52)10.3应急响应 (55)10.3.1响应分级 (55)10.3.2响应程序 (55)10.3.3项目部应急响应 (56)10.4突发事件应急预案 (58)10.5应急物资与装备保障 (59)10.5.1应急处置所需的物资与装备数量 (59)10.5.2应急物资设备的管理与维护 (59)1、编制依据及范围1.1编制依据(1)《起重机械安全规程》(GB6067.1-2010);(2)《起重机用钢丝绳检验和报废实用规程》(GB/T5972-2009);(3)《重要用途钢丝绳》(GB8918-2006);(4)《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号);(5)《工程建设安装起重施工规范》(HG20201);(6)《天津市建设工程现场安全管理规程》(DB29-54-2003);(7)《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012);(8)《实用建筑结构静力计算手册》机械工业出版社;(9)《建筑工程安全生产管理条例》(国务院第393号令);(10)《建筑施工起重吊装安全技术规范》(JGJ 276-2012);(11)天津地铁6号线17合同段区间设计图纸和设计技术要求;(12)三菱盾构机厂家提供的图纸,盾构设备清单;(13)盾构始发井、接收井现场勘测资料;(14)天津地铁6号线17合同段施工组织设计;(15)徐工QAY500和徐工QAY200各一台汽车起重机技术参数及说明。
φ6340mm隧道掘进机 型号TM634 PMX
设 计 计 算 书 1
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1、计算条件……………………………………………………………….3 1.1工程条件………………………………………………………….3 1.2地质条件…………………………………………………………. 3 1.3计算模型…………………………………………………………. 4 1.4盾构机规格………………………………………………………..5 2、盾构机刀盘所需扭矩计算……….…………………………………….5 2.1 计算条件………………………………………………………..5 2.2 各参数的计算…………………………………………………..6 2.3 所需扭矩计算…………………………………………………..7 3、盾构机掘进时所需推力计算….……………………………………….8 3.1 计算条件………………………………………………………..8 3.2 各参数的计算……………………………………………….….9 3.3 推力计算……………………………………………………….10 4、盾构机壳体强度计算………………….………………………………11 4.1 计算条件…………….…………………………………….…...11 4.2 各参数的计算…….……………………………...………….…11 4.3 土荷载计算………………………………………………….…12 4.4 盾构机壳体水平方向变位量的计算……………………….…13 4.5 载荷的计算………………………………………………….…13 4.6 弯曲扭矩[M]及轴力[N]的计算结果……………………….…14 4.7 盾构机壳体应力σ的计算结果…………………………….…15 5、切削刀具寿命的计算………………………….……………………....21 2
5.1 地质概况…………………….…………………………………21 5.2 地质计算模型化………………….……………...……………21 5.3 主切削刀计算………………….……………………...………21 5.3.1 磨损高度与运转距离的关系…….………………………...21 5.3.2主切削刀、刮刀的磨损系数………………………….……22 5.3.3刀具磨损计算公式……………………………………….…23 5.3.4刀具磨损计算结果………………………………………….24 6、三排园柱滚子轴承计算………………………………………………25 6.1 盾构机规格……………………………………………………....25 6.2 载荷计算………………………………………………………....26 6.2.1土载荷的计算……………………………………….……....26 6.2.2 作用与三排园柱滚柱轴承上的载荷的计算………………26 6.3、三排园柱滚柱轴承寿命计算:……………………………....27 6.3.1三排园柱滚柱轴承规格………………………………….....27 6.3.2 三排园柱滚柱轴承寿命计算…………………...……….…27
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1、计算条件 : 1.1、工程条件: (1) 隧道长度 m (2) 隧道最小转弯半径 250m (3) 盾构机开挖直径 φ6340mm (4) 管片外径 φ6200mm (5) 管片内径 φ5500mm (6) 管片宽度 1200mm (7) 管片厚度 350mm (8) 分块数 5+1块 (9) 管片重量 4.5t / 块 (10) 隧道坡度 ‰
1.2、地质条件: (1) 土质 淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、砂质粉土、粉砂、细砂 (2) 隧道覆土厚度 5~30 m (3) 地下水位GL- 0.5 m (4) 间隙水压 MPa (5) 透水系数 cm/sec (6) 标准贯入值(N值) (7) 内摩擦角 deg (8) 粘着力 kN/cm2 (9) 含水率(W%) (10) 地面负荷 6 tf/m2 (11) 地层反力系数 kN/m2 4
1.3、计算模型 说明:由于整个计算全部采用在埋深30m,承受最大水压力,因此计算偏与安全。
水位
图 1-1 根据小松公司的长期经验,切削刀的切削抵抗系数在粘土·淤泥质粘土土层(水土不分离)中最大(见表1-1切削阻力系数)。因此采用最恶劣的粘土·淤泥质粘土土层(水土不分离)以及隧道上方的土体松弛高度以全覆土来计算盾构机各主要参数。 表1-1切削阻力系数 地质 es(切削阻力系数) 松弛干燥砂 0.008~0.01 松弛湿润砂 0.01~0.02 密实湿润砂 0.02~0.04 粘土 0.4~012
30m 0.5m 土体 盾构机
p=58.8kN/m2 5
1.4、盾构机规格 盾构机主要参数如表1-2所示(详细的规格见盾构机技术规格书)。 表1-2 盾构机主要参数 盾构机外径 Φ6340mm 盾构机长度 8680mm
刀盘扭矩 5151KNm {525tfm} (100%) 6181KNm {630tfm} (120%) 盾构机总推力 37730KN {3850tf}
盾尾钢板厚度 40mm
盾尾钢板材质 Q345
2、盾构机刀盘所需扭矩的计算: 2.1 计算条件 * * *水、土不分离计算* * * (1) 土质 粘土、淤泥质粘土 (2) 覆土 H 30 m (3) 水头 Hw 0m (※) (4) 土的单位体积质量 水位上部 W0 1.9t/m3 (5) 土的单位体积质量 水位下部 W1 1.9t/m3 (6) 水的单位体积质量 W2 0t/m3 (※) (7) 标准贯入试验值 N 0 (8) 内摩擦角 φ 0 deg (9) 地面载荷 S 6t/m2 (10)侧方土压系数 K1 0.7 (11)松弛土的粘着力 c 4,905 KN/ m2 (12)盾构机外径 d 6.34 m (13)盾构机半径 r 3.17 m 6
(14)壳体长 L 8.680 m (15)盾构机质量 G 275t (16)掘削断面积 A 31.57 m2 (17)刀盘开口率 ξ 40% (18)刀盘半径 rc 3.15 m (19)刀盘厚 l 0.4 m (20)切削阻力系数(见表1-1) es 1.2 (21)切削刀刃宽度 B0 12 cm (22)切深 t 2.3 cm (23)切削刀刃的前角 θ 0.262 rad (24)主刀具数量 (安装总数的一半) nt 39个 (25)主刀具平均安装半径( ≒d/4) Rk 1.585 m (26)刀盘支撑梁数 na 6 个 (27)刀盘支撑梁平均安装半径 Ra 1.56 m (28)刀盘支撑梁外径 da 0.46 m (29)刀盘支撑梁长度 la 0.712m (※)标记表示以水土不分离进行计算时不使用。
2.2 各参数的计算 1)松弛高度计算 ① 考虑地面负载时的覆土 H1 = H + S/W0 33.2 m ② 松弛高度 H2 因为是用全覆土计算,所以松弛高度为: H2 = H1 33.2 m ③ 松弛宽度 B B = r×cos(45-φ/2)+r{1+sin(45-φ/2)}×tan(45-φ/2) 7.7 m 2)土压计算 7
作用在壳体上的土压为上部土压P1、侧压P2及下部土压P3的平均值。 ① 上部土压P1 P1 = H2×W1 617819 Pa { 63.tf/m2 } ② 侧压 P2 P2 = K1×(H2+r)×W1 507663.3 Pa { 51.8tf/m2 } ③ 下部土压 P3 P3 = P1+G/(d×L) 662565 Pa { 67.6tf/m2 } ④ 平均土压 P P = (P1+2×P2+P3)/4 573927.6 Pa { 58.5tf/m2 }
2.3 所需扭矩计算 盾构机刀盘扭矩是由刀具的切削阻力矩、面板及刀盘外周与地层的摩擦阻力矩、搅拌翼的阻力矩等组成。 1)刀具的切削阻力矩 T1 地质 es(切削阻力系数) 松弛干燥砂 0.008~0.01 松弛湿润砂 0.01~0.02 密实湿润砂 0.02~0.04 粘土 0.4~012
一个切削刀刃所需的阻力矩Hα根据村山·田经验公式计算 Hα = 2.1×es·B0·t2×10(-0。22·θ) 1374 N { 140kgf } T1 = nt×Hα×Rk 84.949 kN-m {8.66tf-m} 2)刀盘面板与地层间的摩擦阻力矩 T2 T2 = 4×π×c×(1-ξ)×rc3/6 1953 kN-m {199tf-m} 3)刀盘面板外周与地层间的摩擦阻力矩 T3 T3 = π×c×l×rc2 1432 kN-m {146tf –m} 4)搅拌翼的阻力矩 T4